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基于金刚石氮-空位色心的温度传感
作者姓名:林豪彬  张少春  董杨  郑瑜  陈向东  孙方稳
作者单位:中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室
基金项目:国家重点研发计划(批准号:2017YFA0304504);;国家自然科学基金(批准号:91850102,12005218);;河北省杰出青年科学基金(批准号:F2019516002)资助的课题~~;
摘    要:在各种物理量中,温度是最直观和最普遍的量.温度的剧烈变化通常意味着物体的物理性质出现波动,因此在各个领域中温度往往是重要的指标.随着科学技术的发展,许多领域研究和应用的尺度越来越小,然而在小于10μm的空间尺度内还没有通用的温度测量方法.除了空间分辨率的要求,传感器在测量过程中不应该对被测对象有巨大影响,金刚石氮-空位(nitrogen vacancy, NV)色心是一种稳定的发光缺陷,通过对其能谱和电子自旋量子态的测量,可以获得其附近温度、电磁场等物理量的信息.由于金刚石的化学特性稳定和热导率高,可以进行纳米尺度的非破坏性测量.它对细胞无毒,也可以用于生命领域的研究.此外,根据金刚石的特性, NV色心可以与光纤、扫描显微镜等技术结合,实现不同场景中的温度测量.本文将介绍金刚石NV色心的温度特性、测温原理及其在相关领域的应用.

关 键 词:氮-空位色心  量子传感  温度传感
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